Solidificação direcional, microestrutura e microdureza da liga eutética Sn-3,5%Ag modificada por Zn - Sobral, Bruno Silva (2021)
Ligas do sistema Sn-Ag são de interesse da indústria de microcomponentes eletrônicos, uma vez que apresentam propriedades mecânicas superiores às ligas do sistema Sn-Pb, além de bom nível de molhamento em substratos metálicos e ótimas propriedades de resistência à fluência e fadiga térmica. Devido a toxicidade do chumbo, restrições foram impostas, tornando banido o uso das tradicionais ligas Sn-Pb. A microestrutura da liga eutética Sn-3,5%Ag solidificada fora do equilíbrio é constituída de dendritas ricas em estanho (β-Sn) circundadas por uma mistura eutética Sn+Ag3Sn, onde a morfologia do intermetálico Ag3Sn é controlada pela taxa de resfriamento. É conhecido que a adição de elementos de liga como o zinco (Zn) causa mudanças microestruturais e de propriedades em ligas Sn-Ag. Neste sentido, este trabalho objetiva estudar a influência das adições de Zn (0,5 e 1% em peso) nos parâmetros térmicos como velocidade de deslocamento da frente eutética (VE) e da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (ṪE/ṪL), na microestrutura e na dureza da liga eutética Sn-3,5%Ag solidificada direcionalmente em regime transiente de fluxo de calor. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Fluorescência de Raios-X (FRX), Difração de Raios-X (DRX) e Microdureza Vickers. A microestrutura da liga Sn-3,5%Ag é completamente dendrítica sendo composta de uma matriz rica em Sn (β-Sn) circundada por uma mistura eutética das fases Sn e Ag3Sn. Por outro lado, a liga modificada com 1%Zn exibiu uma microestrutura completamente formada pelo crescimento celular, onde seu interior é composto por uma mistura das fases β-Sn, ε-Ag3Sn e ζ-AgZn. A liga Sn-3,5%Ag-1%Zn apresentou uma transição celular/dendrítica para VL= 1,15 mm/s e ṪL= 8,55 °C/s. A diminuição nos valores de Ṫ e de V causou um engrossamento dos arranjos dendríticos e celular. As adições de 0,5 e 1%Zn promoveram aumentos de dureza de % e % na liga Sn-3,5%Ag, respectivamente.